EP2150867A2 - Trompe de mélange de gaz a section d'injection variable - Google Patents

Trompe de mélange de gaz a section d'injection variable

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EP2150867A2
EP2150867A2 EP08805590A EP08805590A EP2150867A2 EP 2150867 A2 EP2150867 A2 EP 2150867A2 EP 08805590 A EP08805590 A EP 08805590A EP 08805590 A EP08805590 A EP 08805590A EP 2150867 A2 EP2150867 A2 EP 2150867A2
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EP
European Patent Office
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pressure
chamber
gas
valve
leakage
Prior art date
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EP08805590A
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German (de)
English (en)
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EP2150867B1 (fr
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Stéphane FAUQUE
Christine Stephan
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Liebherr Aerospace Toulouse SAS
Original Assignee
Liebherr Aerospace Toulouse SAS
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Publication date
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Publication of EP2150867B1 publication Critical patent/EP2150867B1/fr
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00—Control of flow ratio
    • G05D11/02—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
    • G05D11/035—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material with auxiliary non-electric power
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00—Control of flow ratio
    • G05D11/02—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
    • G05D11/13—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
    • G05D11/131—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components
    • G05D11/132—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components by controlling the flow of the individual components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/2496—Self-proportioning or correlating systems
    • Y10T137/2514—Self-proportioning flow systems
    • Y10T137/2521—Flow comparison or differential response
    • Y10T137/2529—With electrical controller

Definitions

  • the invention relates to a gas mixing pump -including air- variable injection section.
  • An air mixing horn is used, for example, in aircraft air conditioning systems to provide a constant pressure airflow at the horn outlet, from two air streams at distinct pressures. .
  • variable injection section trunk comprising:
  • a first air supply line of the enclosure called HP air, brought to a first pressure
  • a pneumatic actuator comprising a movable piston arranged in the first air supply pipe HP, the movable piston being adapted to be moved between a position, said closed position, in which it prevents the flow of air HP towards the enclosure mixing, and a position, said open position, in which it allows the circulation of air HP to the mixing chamber.
  • Such a horn makes it possible to modify the quantity of air HP supplied to the mixing chamber so as to obtain, at the outlet of a horn, a mixed air at constant pressure, whatever the phase of the flight of the aircraft, c that is, regardless of the values of the air pressures in the HP and IP pipes.
  • such a horn makes it possible to limit the amount of HP air taken from the main engines of the aircraft, and therefore in particular improve the performance and reliability of the main engines, limit fuel consumption and improve the overall performance of an aircraft equipped with such a mixing horn.
  • the air pressure at the outlet of the mixing chamber depends on the proportions of HP and IP air supplied to the mixing chamber. These proportions depend on the position of the movable piston in the supply line of the HP air chamber. The value of the pressure at the outlet of the horn therefore depends directly on the position of the mobile piston in the air supply line HP.
  • US 2003/0205049 provides a movable piston driven in displacement by an actuator which comprises an actuator body adapted to provide guidance of the movable piston.
  • This actuator body also comprises a closure chamber fed with air taken from the outlet of the mixing chamber via a feedback pipe arranged between the outlet of the mixing chamber and this closure chamber.
  • the actuator also comprises a closing spring arranged between the movable piston and the actuator body, and an escapement. Therefore, the movable piston has, at each instant, an equilibrium position resulting in particular from the pressure of the closing chamber, the stiffness of the spring, the dimensions of the exhaust, etc.
  • Such a horn makes it possible to obtain a constant nominal pressure at the pump outlet, independently of the values of the pressures of the air circulating in the supply lines of the HP and IP air mixing enclosure.
  • such a horn automatically limits the use of HP air when the nominal pressure is reached by moving the movable piston to the closed position, actuated by the air taken at the exit of the horn.
  • such a horn and in particular the pneumatic actuator make it possible, on the one hand, to withstand the HP air temperatures taken from motors that can reach 500 ° C., and on the other hand, to use available energy resources. which make it possible to limit the use of HP air taken from the engines when the air pressure at the outlet of the horn has reached a nominal value.
  • such a known horn can not be controlled to provide a pressure at the outlet of the mixing chamber which is different from the nominal pressure.
  • This pressure depends on the section of the pipes, the stiffness of the spring of the actuator, and generally all the characteristics of the horn.
  • a trunk according to US 2003/0205049 must be dimensioned during its manufacture to allow the supply, at the trunk outlet, of an air which has, independently of the value of HP and IP pressures, a nominal pressure. determined, which is then non-adjustable.
  • the applications of such a horn are therefore limited to the specific applications for which it has been sized.
  • the pressure available at the exit of the horn depends closely on the characteristics of the pipe-mismatch, the stiffness of the spring, the size of the exhaust, etc. These characteristics are determined in the design office, for example, by developing virtual models. Any variation between a theoretical characteristic and the corresponding actual characteristic leads to a change in the nominal pressure actually obtained at the horn outlet. In other words, such a horn does not have a good tolerance vis-à-vis its characteristics.
  • the aim of the invention is to overcome these disadvantages and to propose a gas mixing horn with a variable injection section with which it is possible to modify the value of the air pressure delivered at the pump outlet according to a setpoint value.
  • the invention also aims at proposing such a horn which delivers at the outlet of a horn an air pressure independent of the values of the supply pressure of the horn.
  • the invention also aims at proposing a variable gas injection section gas mixing tube which has a good tolerance with respect to its characteristics.
  • the invention also aims to provide such a trunk that can be installed and adapted to mounting on all types of aircraft.
  • the invention also aims to propose such a horn that can be fed by gases at very high temperature.
  • the invention also aims to provide a variable injection section trunk that can be manufactured in series and set for mounting on all types of aircraft.
  • the invention also aims to provide a variable injection section trunk that can allow a fine and precise regulation of the pressure at the exit of trunk.
  • the invention relates to a gas mixing pump -including air- variable injection section comprising:
  • a pneumatic actuator arranged in said first gas supply pipe HP, said actuator comprising: . a movable piston integral with a shutter whose position in said supply pipe determines the gas passage section HP to said mixing chamber, a variation of position of said piston causing a variation of this passage section,
  • a control chamber of said mobile piston supplied with pressure by a pressurization pipe, the pressure in the control chamber determining the position of said movable piston
  • the power circuit arranged between a pressure source, said first pressure source, and the pressurizing conduit, the power circuit being adapted to supply a pressure, called J control pressure to the chamber control by the pressurizing pipe, characterized in that the power circuit comprises at least one leakage valve arranged between the first pressure source and the pressurization pipe, adapted to generate a leak in the power circuit with a leakage flow rate adjustable whose value determines the pressure delivered to the control chamber of the actuator.
  • a trunk according to the invention makes it possible to modify the proportions HP / IP of the gas mixture in the mixing chamber by acting on the pressure delivered to the control chamber of the actuator.
  • This pressure is delivered by a power circuit comprising a leakage valve adapted to generate a leak in the power circuit which makes it possible to adjust the value of the pressure delivered to the control chamber of the pneumatic actuator, and therefore the value the pressure of the gas mixture present at the outlet of the horn.
  • said leakage valve is adapted to be moved between at least one position, said open position, and at least one position, said closed position, the pressure delivered by the power circuit to the chamber. control of said actuator, being lower when said leakage valve is in the open position than when said leakage valve is in the closed position. If the pressure at the outlet of the horn is to be decreased, the leakage of the power circuit can be decreased - by placing the leakage valve in the closed position - so that the pressure delivered to the control chamber of the pneumatic actuator is increased which will inflate this control chamber and cause a displacement of the movable piston to a position in which the passage section of the HP gas is reduced by the shutter, thus limiting the amount of air HP delivered to the mixing chamber.
  • the new mixture at the outlet of the tube, then has a lower proportion of HP gas than before the closure of the leakage valve, which leads to a decrease in the pressure of the mixture.
  • the leakage of the pneumatic circuit can be increased by placing the leakage valve in the open position so that the pressure delivered to the control chamber of the actuator is decreased, which will deflate this control chamber and cause the moving piston to move to a position in which the HP gas flow section is enlarged, thereby increasing the amount of HP air delivered to the mixing chamber.
  • the new mixture, at the outlet of the horn then has a higher proportion of HP gas than before the opening of the leakage valve, which leads to an increase in the pressure of the mixture.
  • said leakage valve is adapted to be moved between a closed position, said fully closed position, in which the pressure delivered to the control chamber is the pressure of said first pressure source, and an open position. , said fully open position, corresponding to the maximum opening of the leakage valve.
  • a horn according to the invention equipped with a pneumatic supply circuit of the control chamber of the pneumatic actuator which comprises at least one leakage valve, thus makes it possible to deliver at the horn output a parameterizable set pressure.
  • a pneumatic circuit of a horn according to the invention may comprise one or more leakage valves.
  • Each leakage valve can be made by various shapes and structures.
  • a leakage valve according to the invention can be an all-or-nothing leakage valve or a proportional valve.
  • At least one leakage valve is a proportional valve adapted to be able to be moved continuously between an open position, said maximum open position and said closed position, so as to allow continuous variations of the flow rate. leak.
  • a trunk according to this variant of the invention makes it possible to modulate continuously and precisely the leakage flow generated by such a leakage valve, which makes it possible to continuously and accurately adjust the pressure delivered to the control chamber of the actuator, and therefore to position the shutter continuously and accurately in the HP gas supply line.
  • the gas mixture obtained at the outlet of the horn can therefore be accurately dosed into HP gas and IP gas, which makes it possible to obtain a determined pressure, which can take any value, which can be adjusted continuously, in the interval between a value close to the HP gas pressure and IP gas pressure.
  • the gas at the pump outlet may have a pressure equal to the pressure of the IP gas by completely obstructing the HP gas supply line.
  • the maximum pressure that can be delivered by such a horn at the pump outlet is less than the value of the HP gas pressure.
  • the opening and closing of a leakage valve can be provided by various mechanical, pneumatic, electrical, etc. means.
  • a horn according to the invention comprises an electric motor adapted to allow movements of said leakage valve between said fully open position and said fully closed position and vice versa.
  • a trunk according to the invention comprises:
  • a pressure sensor arranged at the output of a horn and adapted to deliver a signal, called a pressure measurement signal, representative of the pressure of said output gas
  • an electrical control unit adapted to receive a setpoint signal representative of a set pressure value to be provided by the horn at the horn output and the pressure measurement signal delivered by the pressure sensor, said electrical control unit being adapted to provide the electric motor with a control adapted to cause an opening / closing of said leakage valve (s), so as to modify the value of the pressure delivered to the control chamber so that the shutter can move in the supply line.
  • HP gas and that the horn provides, at the output of horn, an output gas at said set pressure.
  • Such a horn comprising an electrical control unit adapted to receive a set pressure and a measurement of the pressure at the output of the horn allows the evaluation of a motor control to be transmitted to the electric motor so that the motor causes a displacement. of each leakage valve which allows the horn to provide, at the horn outlet, a gas mixture at the set pressure.
  • Such a horn thus allows adjustment of the pressure at the exit of the horn. This adjustment can be fine and precise by using an electric motor adapted to drive directly or indirectly each leakage valve opening and closing.
  • a trunk according to this embodiment therefore comprises an electric motor and an electric control to adjust the pressure delivered by this horn, including if it is subjected to temperatures of the order of 500 0 C.
  • the power circuit delivers a pressure to the control chamber of the pneumatic actuator.
  • This power circuit has an adjustable flow leakage valve by adjusting the section of the leak. This leakage section is controlled, directly or indirectly, by an electric motor. Therefore, the electric motor is not directly subjected to the hostile environment in terms of pressure and temperature of the mixing horn.
  • a trunk according to this variant is controlled by pressure. Nevertheless, nothing prevents to provide a temperature control.
  • a trunk according to the invention comprises:
  • a temperature sensor arranged at the output of a horn and adapted to deliver a signal, said temperature measurement signal, representative of the temperature of said output gas,
  • an electrical control unit adapted to receive a reference signal representative of a set temperature value to be provided by the horn at the horn output and the temperature measurement signal delivered by the temperature sensor, said electrical unit of control being adapted to provide the electric motor, a control adapted to cause an opening / closing of said (one) leakage valve (s), so as to modify the value of the pressure delivered to the control chamber so that said shutter can move in said first pipe, and that the horn provides, at the output of a horn, an output gas at said set temperature.
  • a trunk can comprise both a pressure sensor and a temperature sensor and the control unit can evaluate a control function of the temperature and pressure measurements.
  • said leakage valve is a three-way valve: a first channel connected to said pressurization pipe; a second path connected to said first pressure source; and a third path, connected to a leakage reservoir, of pressure less than the pressure of said first pressure source.
  • Such a three-way leak valve makes it possible to modulate the value of the pressure delivered to the control chamber of the actuator between two pressure values.
  • said three-way leakage valve comprises a valve adapted to be moved continuously between a position, corresponding to said totally closed position, in which said first channel is in direct communication with said second channel, so that the pressure delivered to said control chamber is the pressure of said first pressure source, and a position, corresponding to said fully open position, in which the first channel is in direct communication with the third channel so that the pressure delivered to the control chamber is the pressure of said leakage tank.
  • said electric motor is adapted to allow a displacement of said valve so as to ensure a variation of said pressure delivered to said control chamber of said actuator, intermediate between the pressure of said first pressure source and the pressure of said pressure leak tank.
  • the position of the leakage valve is determined by the position of a valve arranged inside the leakage valve.
  • the displacement of this valve is conditioned by the electric motor.
  • the electric motor can act directly on the valve or act indirectly on the valve via a control circuit or be part of a control circuit of the leakage valve.
  • a trunk according to the invention comprises a control circuit of said leakage valve, said control circuit comprising a pneumatic regulator comprising:
  • a membrane delimiting two chambers a regulation chamber adapted to be supplied with pressure, called regulation pressure, and a calibration chamber comprising a calibrated spring connected to said diaphragm, the equilibrium position of said diaphragm depending on said pressure of regulation and stiffness of said calibrated spring,
  • the displacement of the membrane results from the equilibrium between the force delivered by the calibrated spring and the pressure exerted by the regulating pressure.
  • the balance of the diaphragm defines the position of the valve of the leakage valve.
  • the position of the valve defines the control pressure delivered to the control chamber.
  • a regulator of a horn according to the invention can be a single-acting regulator or a double-acting regulator.
  • control circuit of said leakage valve comprises:
  • third source of pressure a source of pressure
  • At least one pipe arranged between said third pressure source and said regulation chamber and adapted to deliver to said regulation chamber a pressure, called a regulation pressure
  • At least one leakage valve adapted to generate a leak in this pipe which makes it possible to vary the said regulation pressure delivered to the said regulation chamber.
  • the leakage valve of the control circuit can, like the leakage valve of the power supply circuit of the control chamber of the actuator, be realized by various structures.
  • said leakage valve of said control circuit is formed of an orifice formed in a pipe and a movable paddle arranged opposite this orifice, a displacement of said pad ensuring a variation of said pressure of regulation delivered to said control chamber.
  • the principle of delivering a regulating pressure to the control chamber of the regulator is identical to the principle of delivering a control pressure to the control chamber of the actuator.
  • this control circuit comprises a leakage valve arranged between a pressure source and the control chamber, this leakage valve of the control circuit being adapted to generate a leak in the control circuit, which makes it possible to modify the value of the pressure delivered to the control chamber.
  • This leakage valve of the control circuit is preferably produced by a system of the type nozzle / pallet.
  • said electric motor is adapted to ensure, on command of said control unit, a displacement of said pallet which makes it possible to vary the pressure delivered to said regulating chamber of said regulator so as to allow an opening / closing said leakage valve.
  • the electric motor directly drives the pallet in rotation.
  • the latter is preferably fixed on the shaft of the electric motor.
  • the control circuit includes a number of lines arranged between said third pressure source and the regulator control chamber.
  • This control circuit comprises according to this embodiment of the invention an orifice formed on one of the pipes, this orifice being obstructed at least in part by a pallet. The displacement of the pallet makes it possible to vary the section of the leakage of the control circuit, and thus to vary the regulation pressure delivered to said control chamber.
  • the electric motor comprises a shaft on which the pallet is arranged. Rotation of the electric motor shaft causes the pallet to pivot, which makes it possible to increase or decrease the section of this leak and thus to reduce or increase the pressure delivered to the control chamber.
  • the control of the leakage valve of the power circuit is the result of the following steps: the electric motor modifies the position of the pallet of the control circuit; this change of position causes a change in the value of the control pressure delivered to the control chamber; this modification of the pressure value causes a displacement of the regulator membrane; the displacement of the membrane causes a displacement of the valve of the leakage valve of the power circuit connected to this membrane.
  • the electric control unit of a trunk according to the invention which is adapted to receive a setpoint pressure and a measurement of the pressure at the outlet of the horn, may furthermore evaluate a motor control to be transmitted to the electric motor.
  • the electric motor of a horn according to the invention can be of all types.
  • said electric motor is a DC torque motor.
  • the control of such a torque motor is particularly easy.
  • the control unit transmits a current instruction to said motor, which causes a rotation of the motor shaft, and therefore a variation of the section of the leak.
  • a trunk comprising a power circuit adapted to deliver a pressure to the control chamber of the actuator and comprising a leakage valve, and a control circuit adapted to control the position of this leakage valve, the power and control are dissociated.
  • the dissociation of the pneumatic control of the pneumatic power makes it possible in particular to have a control circuit comprising a lower pressure control gas than the pressure of the power gas intended to supply the actuator chamber.
  • This lower pressure makes it possible to use a simple electric motor which develops a limited power, which would not be the case if the electric motor were confronted with the pressures of the power gas supplying the actuator chamber.
  • Such a dissociation also makes it possible to overcome the pressure differences of the HP and IP gases that circulate in the tubes of the horn.
  • a trunk according to the invention equips an aircraft and the HP gas is air taken from the engines of this aircraft. As a result, HP air is sensitive to changes in engine speed.
  • the third source of pressure supplying the control circuit can be of all types. Nevertheless, advantageously and according to the invention, said third source of pressure of said control circuit is provided by a regulator adapted to provide a predetermined pressure, from gas taken at the output of the horn.
  • the pressure sources - a high pressure and a low pressure - which allow the three-way valve to deliver to the control chamber of the pneumatic actuator, an intermediate pressure between the high pressure and the low pressure, can be of all types. .
  • said pressure sources connected to said three-way valve are ambient air and said HP gas.
  • the source of high pressure is the HP gas and the source of low pressure is the ambient air.
  • the pneumatic actuator of a trunk according to the invention can be of all types.
  • this actuator is a single acting pneumatic actuator.
  • said pneumatic actuator comprises:
  • an actuator body carrying said movable piston shutter, said actuator body comprising means for guiding the movable piston
  • a closing spring arranged in said control chamber and adapted to exert on said movable piston, a force which cooperates with the pressure of the control chamber to move the movable piston.
  • the closing spring essentially makes it possible to cooperate with the control pressure delivered to the control chamber to perform the moving operations of the movable piston.
  • a trunk according to the invention may have various shapes and dimensions.
  • the supply lines of the mixing chamber HP gas and IP gas may have various shapes and sizes.
  • said HP and IP gas supply pipes open concentrically into said mixing chamber.
  • the supply line of the HP gas mixing chamber is housed inside the supply line of the IP gas enclosure. Therefore, the section of the IP gas supply pipe is annular.
  • Such an architecture makes it possible to limit the bulk of a trumpet with a variable injection section and to promote mixing of the gases at the inlet into the mixing chamber.
  • said supply line of said mixing chamber is conical and said shutter rigidly connected to said movable piston of the pneumatic actuator is a conical needle which extends in said conical feed pipe.
  • a mixing pump according to the invention is particularly intended to equip an air conditioning system of an aircraft.
  • said HP gas is high pressure air taken from the engines of an aircraft and said IP gas is air at the internal pressure taken from the cabin of the aircraft.
  • the invention further relates to a trumpet with variable injection section characterized in combination by all or part of the characteristics mentioned above or below.
  • FIG. 1 is a diagrammatic view of a trunk according to an embodiment of the invention comprising an actuator, a leakage valve and a control circuit of this leakage valve,
  • FIG. 2 is a schematic view of a trunk according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of an actuator and a leakage valve of a trunk according to one embodiment of the invention, the leakage valve of which is in an open position,
  • FIG. 4 is a diagrammatic view of an actuator and a leakage valve of a trunk according to one embodiment of the invention, the leakage valve of which is in a closed position,
  • FIG. 5 is a schematic view of a trunk according to another embodiment of the invention.
  • a trunk according to the invention comprises, as shown in FIG. 1, an enclosure 1 for mixing gas.
  • This chamber 1 of gas mixture is supplied with a high pressure gas, called HP gas, through a pipe 2 which opens into the chamber 1, and into a low pressure gas, called IP gas, through a pipe 3 which opens into the enclosure 1.
  • HP gas high pressure gas
  • IP gas low pressure gas
  • the mixing chamber 1 delivers, to an outlet pipe 4, an output gas, resulting from the mixing of the HP and IP gases delivered to the mixing chamber 1 by the pipes 2, 3.
  • This output gas delivered by the Exit pipe 4 has an intermediate pressure between the pressures IP and HP.
  • a trunk 'according to the invention further comprises a pneumatic actuator 10 arranged in the pipe 2.
  • This pneumatic actuator 10 comprises a movable piston 11 integral with a plug 12 whose position in the pipe 2 determines the HP gas passage section to the mixing chamber 1.
  • a variation of position of the piston 1 1 causes a variation of this passage section.
  • the actuator 10 further comprises a control chamber 13 of the movable piston 11.
  • This control chamber 13 is adapted to be supplied with pressure by a pressurization pipe 14. The pressure prevailing in this control chamber 13 determines the position of the movable piston 11, and therefore the position of the shutter 12 in the pipe 2.
  • a variation of the position of the shutter 12 causing a variation of the air passage section HP to the enclosure, and therefore a variation of the pressure of the outlet gas, the pressure in the control chamber 13 determines the pressure of the outlet gas.
  • a horn according to the invention further comprises a pneumatic circuit, said power circuit 20, arranged between a source of pressure, said first source 21 of pressure, and said pipe 14 of pressurization.
  • This power circuit 20 is adapted to deliver a pressure, called control pressure, to the control chamber 13 through the pressurizing pipe 14.
  • This power circuit 20 comprises at least one leakage valve 22 arranged between the first pressure source 21 and the pressurization pipe 14.
  • This leakage valve 22 is adapted to generate a leak in the power circuit 20 which makes it possible to modify the pressure delivered to the control chamber 13 of the actuator 10.
  • the leakage valve 22 of the power circuit 20 can be of any known type. Nevertheless, preferably, the leakage valve 22 is a proportional valve, for example a three-way proportional valve.
  • This three-way proportional valve 22 comprises, as shown in the figures, a first channel 23 connected to the pressurization duct 14; a second channel 24 connected to the first source 21 of pressure; and a third lane 25 which acts as a escape route.
  • This third path 25 can lead, as shown in Figure 1, the ambient atmosphere that surrounds the valve 22 leakage.
  • this third channel 25 may be connected to a tank 26 leak, lower pressure than the pressure of the first 21 pressure source.
  • This tank 26 of leakage serves as a second source of pressure.
  • a leakage valve 22 of a horn can deliver a pressure to the control chamber 13 of the pneumatic actuator, an intermediate control pressure between the pressure of the first pressure source 21 and the reservoir 26 leakage pressure.
  • the control of the three-way leakage valve 22 is preferably transmitted via a valve 27 adapted to be moved continuously between a position, corresponding to a fully closed position of the leakage valve 22, in which the first channel 23 is in direct communication with the second channel 24, and a position corresponding to a fully open position of the leakage valve 22, in which the first channel 23 is in direct communication with the third channel 25.
  • the pressure delivered to the control chamber 13 is the pressure of the first pressure source 21.
  • the pressure delivered to the control chamber 13 is the pressure of the leak reservoir 26.
  • the pressure delivered to the control chamber 13 is intermediate between the pressure of the first pressure source 21 and the pressure of the reservoir 26 of leak.
  • the displacement of the valve 27 of the leakage valve 22 is controlled by a circuit 40 for controlling the leakage valve 22.
  • This circuit 40 for controlling the leakage valve 22 comprises a pneumatic regulator 31.
  • This pneumatic regulator 31 comprises, as shown in the figures, a membrane 32 delimiting two chambers, a regulation chamber 33 adapted to be supplied with pressure, called regulation pressure, and a calibration chamber 34 comprising a calibrated spring 35 connected to the The equilibrium position of the membrane 32 depends on the control pressure and the stiffness of the calibrated spring.
  • This spring 35 can be of any type, for example a wound flat wire spring.
  • Such a regulator 31 also comprises a rigid rod 30 integral with the membrane 32 and the valve 27 of the leakage valve 22.
  • a displacement of the membrane 32 causes a displacement of the valve 27.
  • the displacement of the valve 27 thus depends on the control pressure delivered to the control chamber 33.
  • control circuit 40 also comprises a pressure source, called the third pressure source 28, at least one line 15 arranged between the third pressure source 28 and the regulation chamber 33, and a suitable leakage valve 41. to generate a leak in the pipe 15 of the control circuit 40 which makes it possible to vary the pressure delivered to the regulation chamber 33.
  • a pressure source called the third pressure source 28
  • at least one line 15 arranged between the third pressure source 28 and the regulation chamber 33
  • a suitable leakage valve 41 to generate a leak in the pipe 15 of the control circuit 40 which makes it possible to vary the pressure delivered to the regulation chamber 33.
  • This leakage valve 41 of the control circuit 40 is according to an advantageous embodiment, and as shown in the figures, formed of an orifice 42 formed in the pipe 15 and a movable pallet 43 arranged opposite this orifice. 42.
  • a displacement of the pallet 43 ensures a variation of the section of the leak, and therefore a variation of the control pressure delivered to the control chamber 33.
  • the pallet 43 can be mounted on the shaft of the electric motor 7 so that a start of the motor shaft can ensure pivoting of the pallet 43 by at least a few degrees so as to increase or reduce the leakage section of the control circuit 40.
  • the trunk further comprises a control unit 8 adapted to provide the electric motor 7, a control adapted to cause a displacement of the pallet 43.
  • the displacement of the pallet 43 allows to modify the pressure delivered to the control chamber 33 of the regulator 31. This change in pressure causes a displacement of the membrane 32. This displacement of the membrane 32 causes a displacement of the rigid rod 30. This displacement of the rod 30 causes the valve 27 to move. This displacement of the valve 27 makes it possible to modify the pressure delivered to the control chamber 13.
  • This pressure change causes a displacement of the shutter 12 in the pipe 2.
  • This shutter displacement causes a change in the proportion of HP / IP gas in the chamber 1 mixing. This change in proportion causes a change in the pressure of the output gas present at the outlet pipe 4.
  • the electric motor 7 is for example a torque motor adapted to receive a direct current command supplied by the control unit 8.
  • the control unit is for example a control unit of a DC electric motor adapted to deliver a direct current in a range of a few mA to 350 mA.
  • control supplied to the electric motor 7 by the control unit 8 makes it possible to perform pressure regulation of the horn according to this embodiment of the invention.
  • a trunk according to this embodiment further comprises a pressure sensor 45 arranged at the output of a horn and adapted to deliver to said control unit 8 a signal, said pressure measuring signal, representative of the pressure of the gas present at the outlet of the horn.
  • This sensor 45 can be of any known type.
  • the control unit 8 is further adapted to receive a setpoint signal conveyed by a link 46.
  • This setpoint signal may be representative of a set pressure value to be provided by the horn at the horn output.
  • the link 46 may be a wired link, a wireless link and in general any type of link adapted to transmit an electrical signal to a control unit.
  • the control unit 8 can then compare the value of the pressure supplied by the pressure sensor 45 and the value of the set pressure. and determining a motor control enabling the electric motor 7 to initiate the series of actions to modify the pressure at the output of the horn.
  • the actuator 10 comprises a body 16 of actuator inside which is housed the piston 11 integral with the shutter 12.
  • the actuator body 16 further comprises means for free translation guide of the movable piston 11.
  • the actuator further comprises the control chamber 13 delimited by the actuator body 16 and the movable piston 11.
  • This control chamber 13 is equipped with a spring 17 adapted to exert on the movable piston 11, a force which cooperates with the pressure delivered to the control chamber 13 by the pressurizing pipe 14.
  • the actuator also comprises a second chamber 18 opposite the control chamber 13 with respect to the movable piston 11.
  • This second chamber 18 is adapted to be fed with HP gas.
  • the position of the movable piston 11 therefore depends on the pressure in the control chamber 13, the stiffness of the spring 17 and the pressure HP of the second chamber 18.
  • FIGS. 3 and 4 show two examples of relationships between the position of the valve 27 of the leakage valve 22 and the position of the movable piston 11 of the actuator 10.
  • valve 27 is in a position in which the pressurization pipe 14 is supplied directly by the high pressure of the pressure source 21.
  • the control chamber 13 is powered by this high pressure.
  • the movable piston 11 is therefore in a fully deployed position.
  • the shutter 12 thus minimizes the gas passage section HP to the mixing chamber 1, which reduces the pressure of the gas output of the horn.
  • valve 27 is in a position in which the leakage is maximum.
  • the pressure delivered to the control chamber 13 is therefore minimal.
  • the pressure difference between the control chamber 13 on the one hand and the second chamber 18 accumulated at the dynamic pressure field applied to the shutter 12 on the other hand moves the movable piston 11 in a fully retracted position.
  • the shutter therefore moves to a position in which the gas passage section HP to the mixing chamber 1 is maximum.
  • the gas pressure at the gas outlet is therefore reduced.
  • the pipe 2 and the shutter 12 may have various shapes.
  • the feed pipe 2 of the mixing chamber 1 is conical and the shutter 12 is a conical needle which extends in this pipe 2 , so that a displacement of the shutter continuously changes the gas passage section HP to the mixing chamber 1.
  • a horn according to the invention allows the mixing of various gases of different pressures.
  • a horn according to the invention is particularly intended to equip an air conditioning circuit of an aircraft. Therefore, the HP gas is high pressure air taken from the engines of the aircraft and the IP gas is air taken from the cabin of the aircraft.
  • first, second and third sources of pressure can be of all types.
  • the first source of pressure is the pipe 2 in which HP gas circulates
  • the second source of pressure is the ambient air in the vicinity of the horn
  • the third pressure source is derivative of the mixed gas at the outlet of the horn.
  • This third pressure source is advantageously, and as shown in FIG. 5, obtained via a pressure regulator 48 adapted to provide a constant pressure from the horn outlet gas.
  • This regulator 48 may be made by any means known to provide relaxed pressure from a source of high or medium pressure.
  • a trunk according to the invention may be the subject of numerous variants that are not described.
  • a trunk according to the invention may comprise a plurality of leakage valves and a plurality of control motor of these leakage valves.
  • a trunk according to the invention makes it possible to precisely regulate the pressure at the trunk outlet.
  • a trunk according to the invention makes it possible to provide a constant pressure at the trunk outlet from two non-constant pressure sources.
  • a trunk according to the invention therefore makes it possible to limit the use of HP air sampling on the engines, which in particular makes it possible to limit overconsumption of fuel.
  • a horn being intended to equip an air conditioning system, it is possible to undersize the pre-cooler arranged typically between the engines of the aircraft and a primary heat exchanger.
  • a trunk according to the invention also makes it possible to increase the power of the engines of the aircraft, the air samples on the latter being limited by such a trunk.
  • a trunk according to the invention also makes it possible to increase the service life of the engines of the aircraft because of a decrease in the temperature induced by a decrease in the air samples that such a trunk allows.
  • a trunk according to the invention also allows a reduction in the weight of the pneumatic accessories due to a higher pressure available during the idling of the engines of the aircraft.

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Abstract

L'invention concerne une trompe comprenant une enceinte (1) de mélange de gaz; débouchant dans ladite enceinte (1) de mélange, des conduites (2, 3) d'alimentation de ladite enceinte (1) en gaz HP et IP; une conduite (3) de sortie des gaz mélangés; un actionneur (10) pneumatique agencé dans ladite conduite (2) d'alimentation en gaz HP, comprenant un piston mobile solidaire d'un obturateur (12) dont la position dans ladite conduite (2) détermine une section de passage de gaz HP vers ladite enceinte (1) de mélange, une chambre (13) de commande dudit piston mobile adaptée pour être alimentée en pression qui détermine la position dudit piston mobile; un circuit pneumatique agencé entre une source de pression et ladite chambre (13) de commande, caractérisée en ce que ledit circuit pneumatique comprend au moins une vanne (22) de fuite agencée adaptée pour générer une fuite dans le circuit pneumatique qui permet de modifier la pression délivrée à ladite chambre (13) de commande.

Description

TROMPE DE MÉLANGE DE GAZ À SECTION D'INJECTION VARIABLE
L'invention concerne une trompe de mélange de gaz -notamment d'air- à section d'injection variable.
Une trompe de mélange d'air est utilisée, par exemple, dans les systèmes de conditionnement d'air d'aéronefs pour fournir un flux d'air à pression constante en sortie de trompe, à partir de deux flux d'air à pressions distinctes.
On connaît déjà (cf. par exemple US 2003/0205049) une trompe à section d'injection variable comprenant :
- une enceinte de mélange d'air,
- débouchant dans l'enceinte de mélange, une première conduite d'alimentation de l'enceinte en air, dit air HP, porté à une première pression,
- débouchant dans l'enceinte de mélange, une seconde conduite d'alimentation de l'enceinte en air, dit air IP, porté à une seconde pression, ladite seconde pression étant inférieure à ladite première pression,
- un actionneur pneumatique comprenant un piston mobile agencé dans la première conduite d'alimentation en air HP, le piston mobile étant adapté pour être déplacé entre une position, dite position fermée, dans laquelle il empêche la circulation d'air HP vers l'enceinte de mélange, et une position, dite position ouverte, dans laquelle il autorise la circulation d'air HP vers l'enceinte de mélange.
Une telle trompe permet de modifier la quantité d'air HP fournie à l'enceinte de mélange de manière à pouvoir obtenir, en sortie de trompe, un air mélangé à pression constante, quelle que soit la phase du vol de l'aéronef, c'est-à-dire quelles que soient les valeurs des pressions d'air dans les conduites HP et IP.
De plus, une telle trompe permet de limiter la quantité d'air HP prélevée sur les moteurs principaux de l'aéronef, et donc en particulier d'améliorer les performances et la fiabilité des moteurs principaux, de limiter les consommations de carburant et d'améliorer les performances générales d'un aéronef équipé d'une telle trompe de mélange.
La pression de l'air à la sortie de l'enceinte de mélange dépend des proportions d'air HP et IP fournies à l'enceinte de mélange. Ces proportions dépendent de la position du piston mobile dans la conduite d'alimentation de l'enceinte en air HP. La valeur de la pression en sortie de trompe dépend donc directement de la position du piston mobile dans la conduite d'alimentation en air HP.
Selon US 2003/0205049, la position du piston mobile de Factionneur à commande pneumatique dans la conduite d'alimentation de l'enceinte en air HP est régulée de manière automatique par la pression de l'air mélangé présent en sortie d'enceinte de mélange. Pour ce faire, US 2003/0205049 prévoit un piston mobile entraîné en déplacement par un actionneur qui comprend un corps d'actionneur adapté pour assurer le guidage du piston mobile. Ce corps d'actionneur comprend également une chambre de fermeture alimentée par de l'air prélevé en sortie d'enceinte de mélange par l'intermédiaire d'une conduite de rétroaction agencée entre la sortie de l'enceinte de mélange et cette chambre de fermeture. L'actionneur comprend également un ressort de fermeture agencé entre le piston mobile et le corps d'actionneur, et un échappement. Dès lors, le piston mobile présente, à chaque instant, une position d'équilibre résultant notamment de la pression de la chambre de fermeture, de la raideur du ressort, des dimensions de l'échappement, etc.
Une telle trompe permet d'obtenir une pression nominale constante en sortie de trompe, indépendamment des valeurs des pressions de l'air circulant dans les conduites d'alimentation de l'enceinte de mélange en air HP et IP.
De plus, une telle trompe permet de limiter automatiquement le recours à l'air HP lorsque la pression nominale est atteinte grâce à un déplacement du piston mobile vers la position fermée, actionné par l'air prélevé à la sortie de la trompe. Enfin, une telle trompe et en particulier l'actionneur pneumatique permettent d'une part, de résister aux températures de l'air HP prélevé des moteurs qui peuvent atteindre 500 0C, et d'autre part, d'utiliser des ressources énergétiques disponibles qui permettent de limiter le recours à l'air HP prélevé des moteurs lorsque la pression de l'air en sortie de trompe a atteint une valeur nominale.
En revanche, une telle trompe connue ne peut pas être commandée pour fournir une pression en sortie d'enceinte de mélange qui soit différente de la pression nominale. Cette pression dépend de la section des conduites, de la raideur du ressort de l'actionneur, et de manière générale de l'ensemble des caractéristiques de la trompe. En d'autres termes, une trompe selon US 2003/0205049 doit être dimensionnée lors de sa fabrication pour permettre la fourniture, en sortie de trompe, d'un air qui présente, indépendamment de la valeur des pressions HP et IP, une pression nominale déterminée, qui est ensuite non ajustable. Les applications d'une telle trompe sont donc limitées aux applications spécifiques pour lesquelles elle a été dimensionnée.
Par ailleurs, la pression disponible en sortie de trompe dépend étroitement des caractéristiques de la trompe -section des conduites, raideur du ressort, dimension de l'échappement, etc-. Ces caractéristiques sont déterminées en bureau d'études, par exemple, par l'élaboration de maquettes virtuelles. Toute variation entre une caractéristique théorique et la caractéristique réelle correspondante, conduit à une modification de la pression nominale réellement obtenue en sortie de trompe. En d'autres termes, une telle trompe ne présente pas une bonne tolérance vis-à-vis de ses caractéristiques.
L'invention vise à pallier ces inconvénients et à proposer une trompe de mélange de gaz à section d'injection variable avec laquelle il est possible de modifier la valeur de la pression d'air délivrée en sortie de trompe selon une valeur de consigne.
L'invention vise également à proposer une telle trompe qui délivre en sortie de trompe une pression d'air indépendante des valeurs des pressions d'alimentation de la trompe.
L'invention vise également à proposer une trompe de mélange de gaz à section d'injection variable qui présente une bonne tolérance vis-à-vis de ses caractéristiques.
L'invention vise également à proposer une telle trompe qui puisse être installée et adaptée au montage sur tous types d'aéronefs.
L'invention vise également à proposer une telle trompe qui puisse être alimentée par des gaz à très haute température.
L'invention vise également à fournir une trompe à section d'injection variable qui puisse être fabriquée en série et réglée au montage sur tous types d'aéronefs.
L'invention vise également à fournir une trompe à section d'injection variable qui puisse permettre une régulation fine et précise de la pression en sortie de trompe.
Pour ce faire, l'invention concerne une trompe de mélange de gaz —notamment d'air- à section d'injection variable comprenant :
- une enceinte de mélange de gaz,
- débouchant dans ladite enceinte de mélange, une première conduite d'alimentation de ladite enceinte en un gaz, dit gaz HP, porté à une première pression,
- débouchant dans ladite enceinte de mélange, une seconde conduite d'alimentation de ladite enceinte en un gaz, dit gaz IP, porté à une seconde pression distincte de ladite première pression,
- reliée à ladite enceinte, une conduite de sortie des gaz mélangés, dit gaz de sortie, par ladite enceinte de mélange, ledit gaz de sortie présentant une pression intermédiaire entre ladite première pression et ladite seconde pression qui dépend des proportions de gaz HP et IP délivrés à ladite enceinte de mélange,
- un actionneur pneumatique agencé dans ladite première conduite d'alimentation en gaz HP, ledit actionneur comprenant : . un piston mobile solidaire d'un obturateur dont la position dans ladite conduite d'alimentation détermine la section de passage de gaz HP vers ladite enceinte de mélange, une variation de position dudit piston entraînant une variation de cette section de passage,
. une chambre de commande dudit piston mobile alimentée en pression par une conduite de pressurisation, la pression régnant dans la chambre de commande déterminant la position dudit piston mobile,
- un circuit pneumatique, dit circuit de puissance, agencé entre une source de pression, dite première source de pression, et la conduite de pressurisation, le circuit de puissance étant adapté pour délivrer une pression, dite J pression de commande, à la chambre de commande par la conduite de pressurisation, caractérisée en ce que le circuit de puissance comprend au moins une vanne de fuite agencée entre la première source de pression et la conduite de pressurisation, adaptée pour générer une fuite dans le circuit de puissance avec un débit de fuite ajustable dont la valeur détermine la pression délivrée à la chambre de commande de l'actionneur.
Une trompe selon l'invention permet de modifier les proportions HP/IP du mélange de gaz dans l'enceinte de mélange en agissant sur la pression délivrée à la chambre de commande de l'actionneur. Cette pression est délivrée par un circuit de puissance comprenant une vanne de fuite adaptée pour générer une fuite dans le circuit de puissance qui permet d'ajuster la valeur de la pression délivrée à la chambre de commande de l'actionneur pneumatique, et donc la valeur de la pression du mélange de gaz présent en sortie de trompe.
Avantageusement et selon l'invention, ladite vanne de fuite est adaptée pour être déplacée entre au moins une position, dite position ouverte, et au moins une position, dite position fermée, la pression délivrée, par le circuit de puissance, à la chambre de commande dudit actionneur, étant plus faible lorsque ladite vanne de fuite est en position ouverte que lorsque ladite vanne de fuite est en position fermée. Si la pression en sortie de trompe doit être diminuée, la fuite du circuit de puissance peut être diminuée -en plaçant la vanne de fuite en position fermée- de manière à ce que la pression délivrée à la chambre de commande de l'actionneur pneumatique soit augmentée ce qui va gonfler cette chambre de commande et entraîner un déplacement du piston mobile vers une position dans laquelle la section de passage du gaz HP est réduite par l'obturateur, limitant ainsi la quantité d'air HP délivré à la chambre de mélange. Le nouveau mélange, en sortie de trompe, présente alors une proportion de gaz HP plus faible qu'avant la fermeture de la vanne de fuite, ce qui conduit à une diminution de la pression du mélange. Réciproquement, si la pression en sortie de trompe doit être augmentée, la fuite du circuit pneumatique peut être augmentée -en plaçant la vanne de fuite en position ouverte- de manière à ce que la pression délivrée à la chambre de commande de l'actionneur soit diminuée, ce qui va dégonfler cette chambre de commande et entraîner un déplacement du piston mobile vers une position dans laquelle la section de passage du gaz HP est agrandie, augmentant ainsi la quantité d'air HP délivré à la chambre de mélange. Le nouveau mélange, en sortie de trompe, présente alors une proportion de gaz HP plus élevé qu'avant l'ouverture de la vanne de fuite, ce qui conduit à une augmentation de la pression du mélange.
Avantageusement et selon l'invention, ladite vanne de fuite est adaptée pour être déplacée entre une position fermée, dite position totalement fermée, dans laquelle la pression délivrée à la chambre de commande est la pression de ladite première source de pression, et une position ouverte, dite position totalement ouverte, correspondant à l'ouverture maximale de la vanne de fuite.
Une trompe selon l'invention, équipée d'un circuit pneumatique d'alimentation de la chambre de commande de l'actionneur pneumatique qui comprend au moins une vanne de fuite, permet donc de délivrer en sortie de trompe une pression de consigne paramétrable.
Un circuit pneumatique d'une trompe selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs vannes de fuite. Chaque vanne de fuite peut être réalisée par diverses formes et structures. Une vanne de fuite selon l'invention peut être une vanne de fuite tout ou rien ou une vanne proportionnelle.
Néanmoins, avantageusement et selon l'invention, au moins une vanne de fuite est une vanne proportionnelle adaptée pour pouvoir être déplacée continûment entre une position ouverte, dite position d'ouverture maximale et ladite position fermée, de façon à autoriser des variations continues du débit de fuite.
Une trompe selon cette variante de l'invention permet de moduler continûment et précisément le débit de fuite généré par une telle vanne de fuite, ce qui permet d'ajuster continûment et précisément la pression délivrée à la chambre de commande de l'actionneur, et donc de positionner continûment et précisément l'obturateur dans la conduite d'alimentation en gaz HP. Le mélange de gaz obtenu en sortie de trompe peut donc être précisément dosé en gaz HP et gaz IP, ce qui permet d'obtenir une pression déterminée, pouvant prendre toute valeur, ajustable continûment, comprise dans l'intervalle entre une valeur voisine de la pression du gaz HP et la pression du gaz IP.
Le gaz en sortie de trompe peut présenter une pression égale à la pression du gaz IP en obstruant complètement la conduite d'alimentation en gaz HP. En revanche, la conduite en gaz IP ne pouvant pas être obstruée, la pression maximale que peut délivrer une telle trompe en sortie de trompe est inférieure à la valeur de la pression du gaz HP.
L'ouverture et la fermeture d'une vanne de fuite peut être assurée par différents moyens mécaniques, pneumatiques, électriques, etc.
Avantageusement, une trompe selon l'invention comprend un moteur électrique adapté pour permettre des déplacements de ladite vanne de fuite entre ladite position totalement ouverte et ladite position totalement fermée et réciproquement.
Avantageusement, une trompe selon l'invention comprend :
- un capteur de pression agencé en sortie de trompe et adapté pour délivrer un signal, dit signal de mesure de pression, représentatif de la pression dudit gaz de sortie,
- une unité électrique de commande adaptée pour recevoir un signal de consigne représentatif d'une valeur de pression de consigne que doit fournir la trompe en sortie de trompe et le signal de mesure de pression délivré par le capteur de pression, ladite unité électrique de commande étant adaptée pour fournir au moteur électrique, une commande adaptée pour entraîner une ouverture/fermeture de ladite(lesdites) vanne(s) de fuite, de manière à modifier la valeur de la pression délivrée à la chambre de commande de sorte que l'obturateur puisse se déplacer dans la conduite d'alimentation en gaz HP et que la trompe fournisse, en sortie de trompe, un gaz de sortie à ladite pression de consigne.
Une telle trompe comprenant une unité électrique de commande adaptée pour recevoir une pression de consigne et une mesure de la pression en sortie de trompe permet l'évaluation d'une commande moteur à transmettre au moteur électrique de manière à ce que le moteur entraîne un déplacement de chaque vanne de fuite qui permet à la trompe de fournir, en sortie de trompe, un mélange de gaz à la pression de consigne.
Une telle trompe permet donc un réglage de la pression en sortie de trompe. Ce réglage peut être fin et précis par l'utilisation d'un moteur électrique adapté pour entraîner directement ou indirectement chaque vanne de fuite en ouverture et fermeture.
Une trompe selon ce mode de réalisation comprend donc un moteur électrique et une commande électrique permettant d'ajuster la pression délivrée par cette trompe, y compris si elle est soumise à des températures de l'ordre de 500 0C. Cela a été rendu possible en dissociant la commande électrique de la commande pneumatique. En particulier, le circuit de puissance délivre une pression à la chambre de commande de l'actionneur pneumatique. Ce circuit de puissance présente une vanne de fuite à débit ajustable par l'ajustement de la section de la fuite. Cette section de fuite est commandée, directement ou indirectement, par un moteur électrique. Dès lors, le moteur électrique n'est pas soumis directement à l'environnement hostile en terme de pression et de température de la trompe de mélange.
Une trompe selon cette variante est pilotée en pression. Néanmoins, rien n'empêche de prévoir un pilotage en température.
Pour ce faire, avantageusement, une trompe selon l'invention comprend :
- un capteur de température agencé en sortie de trompe et adapté pour délivrer un signal, dit signal de mesure de température, représentatif de la température dudit gaz de sortie,
- une unité électrique de commande adaptée pour recevoir un signal de consigne représentatif d'une valeur de température de consigne que doit fournir la trompe en sortie de trompe et le signal de mesure de la température délivré par le capteur de température, ladite unité électrique de commande étant adaptée pour fournir au moteur électrique, une commande adaptée pour entraîner une ouverture/fermeture de ladite(desdites) vanne(s) de fuite, de manière à modifier la valeur de la pression délivrée à la chambre de commande de sorte que ledit obturateur puisse se déplacer dans ladite première conduite, et que la trompe fournisse, en sortie de trompe, un gaz de sortie à ladite température de consigne.
Selon une autre variante, une trompe peut comprendre à la fois un capteur de pression et un capteur de température et l'unité de commande peut évaluer une commande fonction des mesures de température et de pression.
Avantageusement et selon l'invention, ladite vanne de fuite est une vanne trois voies : une première voie reliée à ladite conduite de pressurisation ; une deuxième voie reliée à ladite première source de pression ; et une troisième voie, reliée à un réservoir de fuite, de pression inférieure à la pression de ladite première source de pression.
Une telle vanne de fuite trois voies permet de moduler la valeur de la pression délivrée à la chambre de commande de l'actionneur entre deux valeurs de pression.
Avantageusement et selon l'invention, ladite vanne de fuite trois voies comprend un clapet adapté pour être déplacé continûment entre une position, correspondant à ladite position totalement fermée, dans laquelle ladite première voie est en communication directe avec ladite deuxième voie, de manière que la pression délivrée à ladite chambre de commande soit la pression de ladite première source de pression, et une position, correspondant à ladite position totalement ouverte, dans laquelle la première voie est en communication directe avec la troisième voie de manière que la pression délivrée à la chambre de commande soit la pression dudit réservoir de fuite.
Avantageusement et selon l'invention, ledit moteur électrique est adapté pour permettre un déplacement dudit clapet de manière à assurer une variation de ladite pression délivrée à ladite chambre de commande dudit actionneur, intermédiaire entre la pression de ladite première source de pression et la pression dudit réservoir de fuite.
Selon cette variante de l'invention, la position de la vanne de fuite est déterminée par la position d'un clapet agencé à l'intérieur de la vanne de fuite. Le déplacement de ce clapet est conditionné par le moteur électrique.
Le moteur électrique peut agir directement sur le clapet ou agir indirectement sur le clapet par l'intermédiaire d'un circuit de commande ou faire partie d'un circuit de commande de la vanne de fuite.
Avantageusement, une trompe selon l'invention comprend un circuit de commande de ladite vanne de fuite, ledit circuit de commande comprenant un régulateur pneumatique comprenant :
- une membrane délimitant deux chambres, une chambre de régulation adaptée pour être alimentée en pression, dite pression de régulation, et une chambre de tarage comprenant un ressort taré relié à ladite membrane, la position d'équilibre de ladite membrane dépendant de ladite pression de régulation et de la raideur dudit ressort taré,
- une tige rigide reliée à la dite membrane et audit clapet de ladite vanne de fuite, de manière qu'un déplacement de ladite membrane entraîne un déplacement dudit clapet.
Le déplacement de la membrane résulte de l'équilibre entre la force délivrée par le ressort taré et la pression exercée par la pression de régulation. L'équilibre de la membrane définit la position du clapet de la vanne de fuite. La position du clapet définit la pression de commande délivrée à la chambre de commande.
Un régulateur d'une trompe selon l'invention peut être un régulateur simple effet ou un régulateur double effet.
Avantageusement et selon l'invention, le circuit de commande de ladite vanne de fuite comprend :
- une source de pression, dite troisième source de pression,
- au moins une conduite agencée entre ladite troisième source de pression et ladite chambre de régulation et adaptée pour délivrer à ladite chambre de régulation, une pression, dite pression de régulation,
- au moins une vanne de fuite adaptée pour engendrer une fuite dans cette conduite qui permet de faire varier ladite pression de régulation délivrée à ladite chambre de régulation.
La vanne de fuite du circuit de commande peut, à l'instar de la vanne de fuite du circuit de puissance d'alimentation de la chambre de commande de l'actionneur, être réalisée par diverses structures.
Avantageusement et selon l'invention, ladite vanne de fuite dudit circuit de commande est formée d'un orifice ménagé dans une conduite et d'une palette mobile agencée en regard de cet orifice, un déplacement de ladite palette assurant une variation de ladite pression de régulation délivrée à ladite chambre de régulation.
Le principe de délivrance d'une pression de régulation à la chambre de régulation du régulateur est identique au principe de délivrance d'une pression de commande à la chambre de commande de l'actionneur. En particulier, ce circuit de commande comprend une vanne de fuite agencée entre une source de pression et la chambre de régulation, cette vanne de fuite du circuit de commande étant adaptée pour générer une fuite dans le circuit de commande, ce qui permet de modifier la valeur de la pression délivrée à la chambre de régulation. Cette vanne de fuite du circuit de commande est de préférence réalisée par un système du type buse/palette.
Avantageusement et selon l'invention, ledit moteur électrique est adapté pour assurer, sur commande de ladite unité de commande, un déplacement de ladite palette qui permet de faire varier la pression délivrée à ladite chambre de régulation dudit régulateur de manière à permettre une ouverture/fermeture de ladite vanne de fuite.
Selon cette variante avantageuse, le moteur électrique entraîne directement la palette en rotation. Cette dernière est de préférence fixée sur l'arbre du moteur électrique.
Le circuit de commande comprend un certain nombre de conduites agencées entre ladite troisième source de pression et la chambre de régulation du régulateur. Ce circuit de commande comprend selon cette variante de l'invention un orifice ménagé sur l'une des conduites, cet orifice étant obstrué au moins en partie par une palette. Le déplacement de la palette permet de faire varier la section de la fuite du circuit de commande, et donc de faire varier la pression de régulation délivrée à ladite chambre de régulation.
Selon cette variante de l'invention, le moteur électrique comprend un arbre sur lequel est agencée la palette. Une rotation de l'arbre du moteur électrique entraîne un pivotement de la palette, ce qui permet d'augmenter ou de diminuer la section de cette fuite et donc de diminuer ou d'augmenter la pression délivrée à la chambre de régulation.
Dès lors, la commande de la vanne de fuite du circuit de puissance est le résultat des étapes suivantes : le moteur électrique modifie la position de la palette du circuit de commande ; cette modification de position entraîne une modification de la valeur de la pression de régulation délivrée à la chambre de régulation ; cette modification de valeur de pression entraîne un déplacement de la membrane du régulateur ; le déplacement de la membrane entraîne un déplacement du clapet de la vanne de fuite du circuit de puissance relié à cette membrane.
L'unité électrique de commande d'une trompe selon l'invention, qui est adaptée pour recevoir une pression de consigne et une mesure de la pression en sortie de trompe, peut en outre évaluer une commande moteur à transmettre au moteur électrique.
Le moteur électrique d'une trompe selon l'invention peut être de tous types.
Néanmoins, avantageusement et selon l'invention, ledit moteur électrique est un moteur couple à courant continu. La commande d'un tel moteur couple est particulièrement aisée. L'unité de commande transmet une consigne en courant audit moteur, ce qui entraîne une rotation de l'arbre moteur, et donc une variation de la section de la fuite.
Dans une trompe selon l'invention comprenant un circuit de puissance adaptée pour délivrer une pression à la chambre de commande de l'actionneur et comprenant une vanne de fuite, et un circuit de commande adaptée pour commander la position de cette vanne de fuite, la puissance et la commande sont dissociées.
Cette dissociation présente un certain nombre d'avantages que ne permettaient pas les trompes de l'art antérieur. En particulier, la dissociation de la commande pneumatique de la puissance pneumatique permet notamment de disposer d'un circuit de commande comprenant un gaz de commande à pression plus faible que la pression du gaz de puissance destiné à alimenter la chambre de l'actionneur. Cette pression plus faible permet d'utiliser un moteur électrique simple qui développe une puissance limitée, ce qui ne serait pas le cas si le moteur électrique était confronté aux pressions du gaz de puissance qui alimente la chambre de l'actionneur. Une telle dissociation permet également de s'affranchir des différences de pression des gaz HP et IP qui circulent dans les conduites de la trompe. En général, une trompe selon l'invention équipe un aéronef et le gaz HP est de l'air prélevé des moteurs de cet aéronef. Dès lors, l'air HP est sensible aux variations du régime moteur.
La troisième source de pression alimentant le circuit de commande peut être de tous types. Néanmoins, avantageusement et selon l'invention, ladite troisième source de pression dudit circuit de commande est fournie par un détendeur adapté pour fournir une pression prédéterminée, à partir de gaz prélevé en sortie de trompe.
Les sources de pression -une pression haute et une pression basse- qui permettent à la vanne trois voies de délivrer à la chambre de commande de l'actionneur pneumatique, une pression intermédiaire entre la pression haute et la pression basse, peuvent être de tous types.
Avantageusement et selon l'invention, lesdites sources de pression reliées à ladite vanne à trois voies sont l'air ambiant et ledit gaz HP.
Selon cette variante, la source de haute pression est le gaz HP et la source de basse pression est l'air ambiant.
L'actionneur pneumatique d'une trompe selon l'invention peut être de tous types.
De préférence, cet actionneur est un actionneur pneumatique simple effet.
Avantageusement et selon l'invention, ledit actionneur pneumatique comprend :
- un corps d'actionneur portant ledit obturateur à piston mobile, ledit corps d'actionneur comprenant des moyens de guidage du piston mobile,
- délimitée par ledit corps d'actionneur et ledit piston mobile, ladite chambre de commande,
- délimitée par ledit corps d'actionneur et ledit piston mobile, opposée à ladite chambre de commande, une seconde chambre adaptée pour être alimentée par ledit gaz HP,
- un ressort de fermeture agencé dans ladite chambre de commande et adapté pour exercer sur ledit piston mobile, une force qui coopère avec la pression de la chambre de commande pour déplacer le piston mobile.
Le ressort de fermeture permet essentiellement de coopérer avec la pression de commande délivrée à la chambre de commande pour assurer les opérations de déplacement du piston mobile.
Une trompe selon l'invention peut présenter diverses formes et dimensions. De même, les conduites d'alimentation de l'enceinte de mélange en gaz HP et gaz IP peuvent présenter diverses formes et dimensions.
Avantageusement et selon l'invention, lesdites conduites d'alimentation en gaz HP et IP débouchent de manière concentriques dans ladite enceinte de mélange.
Pour ce faire, la conduite d'alimentation de l'enceinte de mélange en gaz HP est logée à l'intérieur de la conduite d'alimentation de l'enceinte en gaz IP. Dès lors, la section de la conduite d'alimentation en gaz IP est annulaire.
Une telle architecture permet de limiter l'encombrement d'une trompe à section d'injection variable et de favoriser le mélange des gaz à l'entrée dans l'enceinte de mélange.
Avantageusement et selon l'invention, ladite conduite d'alimentation de ladite enceinte de mélange est conique et ledit obturateur rigidement lié audit piston mobile de l'actionneur pneumatique est un pointeau conique qui s'étend dans ladite conduite d'alimentation conique.
Une telle coopération de forme permet de faire varier la section d'injection de gaz HP dans l'enceinte de mélange.
Une trompe de mélange selon l'invention est particulièrement destinée à équiper un système de conditionnement d'air d'un aéronef.
Dès lors, avantageusement et selon l'invention, ledit gaz HP est de l'air haute pression prélevé sur les moteurs d'un aéronef et ledit gaz IP est de l'air à la pression interne prélevé de la cabine de l'aéronef.
L'invention concerne en outre une trompe à section d'injection variable caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui présente à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés ; sur ces dessins :
- la figure 1 est une vue schématique d'une trompe selon un mode de réalisation de l'invention comprenant un actionneur, une vanne de fuite et un circuit de commande de cette vanne de fuite,
- la figure 2 est une vue schématique d'une trompe selon un autre mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue schématique d'un actionneur et d'une vanne de fuite d'une trompe selon un mode de réalisation de l'invention dont la vanne de fuite est dans une position ouverte,
- la figure 4 est une vue schématique d'un actionneur et d'une vanne de fuite d'une trompe selon un mode de réalisation de l'invention dont la vanne de fuite est dans une position fermée,
- la figure 5 est une vue schématique d'une trompe selon un autre mode de réalisation de l'invention.
Une trompe selon l'invention comprend, tel que représenté sur la figure 1, une enceinte 1 de mélange de gaz. Cette enceinte 1 de mélange de gaz est alimentée en un gaz haute pression, dit gaz HP, par une conduite 2 qui débouche dans l'enceinte 1, et en un gaz basse pression, dit gaz IP, par une conduite 3 qui débouche dans l'enceinte 1.
L'enceinte 1 de mélange délivre, à une conduite 4 de sortie, un gaz de sortie, résultant du mélange des gaz HP et IP délivrés à l'enceinte 1 de mélange par les conduites 2, 3. Ce gaz de sortie délivré par la conduite 4 de sortie présente une pression intermédiaire entre les pressions IP et HP.
Une trompe ' selon l'invention comprend en outre un actionneur 10 pneumatique agencé dans la conduite 2. Cet actionneur 10 pneumatique comprend un piston 11 mobile solidaire d'un obturateur 12 dont la position dans la conduite 2 détermine la section de passage de gaz HP vers l'enceinte 1 de mélange. Une variation de position du piston 1 1 entraîne une variation de cette section de passage. L'actionneur 10 comprend en outre une chambre 13 de commande du piston 11 mobile. Cette chambre 13 de commande est adaptée pour être alimentée en pression par une conduite 14 de pressurisation. La pression régnant dans cette chambre 13 de commande détermine la position du piston 11 mobile, et donc la position de l'obturateur 12 dans la conduite 2. Une variation de position de l'obturateur 12 entraînant une variation de section de passage d'air HP vers l'enceinte, et donc une variation de la pression du gaz de sortie, la pression régnant dans la chambre 13 de commande détermine la pression des gaz de sortie.
Une trompe selon l'invention comprend en outre un circuit pneumatique, dit circuit 20 de puissance, agencé entre une source de pression, dite première source 21 de pression, et ladite conduite 14 de pressurisation. Ce circuit 20 de puissance est adapté pour délivrer une pression, dite pression de commande, à la chambre 13 de commande par le biais de la conduite 14 de pressurisation.
Ce circuit 20 de puissance comprend au moins une vanne 22 de fuite agencée entre la première source 21 de pression et la conduite 14 de pressurisation. Cette vanne 22 de fuite est adaptée pour générer une fuite dans le circuit 20 de puissance qui permet de modifier la pression délivrée à la chambre 13 de commande de l'actionneur 10.
La vanne 22 de fuite du circuit 20 de puissance peut être de tous types connus. Néanmoins, de préférence, la vanne 22 de fuite est une vanne proportionnelle, par exemple une vanne proportionnelle trois voies. Cette vanne 22 proportionnelle trois voies comprend tel que représenté sur les figures, une première voie 23 reliée à la conduite 14 de pressurisation ; une deuxième voie 24 reliée à la première source 21 de pression ; et une troisième voie 25 qui fait office de voie de fuite.
Cette troisième voie 25 peut déboucher, tel que représenté sur la figure 1, sur l'atmosphère ambiante qui règne autour de la vanne 22 de fuite.
Selon un autre mode de réalisation, tel que représenté sur la figure 2, cette troisième voie 25 peut être reliée à un réservoir 26 de fuite, de pression inférieure à la pression de la première 21 source de pression. Ce réservoir 26 de fuite fait office de deuxième source de pression.
Dès lors, une vanne 22 de fuite d'une trompe selon ce mode de réalisation peut délivrer une pression à la chambre 13 de commande de l'actionneur 10 pneumatique, une pression de commande intermédiaire entre la pression de la première source 21 de pression et la pression du réservoir 26 de fuite.
La commande de la vanne 22 de fuite trois voies est de préférence transmise par l'intermédiaire d'un clapet 27 adapté pour être déplacé continûment entre une position, correspondant à une position totalement fermée de la vanne 22 de fuite, dans laquelle la première voie 23 est en communication directe avec la deuxième voie 24, et une position, correspondant à une position totalement ouverte de la vanne 22 de fuite, dans laquelle la première voie 23 est en communication directe avec la troisième voie 25.
Lorsque la vanne 22 de fuite est la position totalement fermée, la pression délivrée à la chambre 13 de commande est la pression de la première source 21 de pression.
Lorsque la vanne 22 de fuite est dans la position totalement ouverte, la pression délivrée à la chambre 13 de commande est la pression du réservoir 26 de fuite.
Lorsque la vanne 22 de fuite est dans une position intermédiaire entre la position totalement ouverte et la position totalement fermée, la pression délivrée à la chambre 13 de commande est intermédiaire entre la pression de la première source 21 de pression et la pression du réservoir 26 de fuite.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le déplacement du clapet 27 de la vanne 22 de fuite est commandé par un circuit 40 de commande de la vanne 22 de fuite.
Ce circuit 40 de commande de la vanne 22 de fuite comprend un régulateur 31 pneumatique. Ce régulateur 31 pneumatique comprend, tel que représenté sur les figures, une membrane 32 délimitant deux chambres, une chambre 33 de régulation adaptée pour être alimentée en pression, dite pression de régulation, et une chambre 34 de tarage comprenant un ressort 35 taré relié à la membrane 32. La position d'équilibre de la membrane 32 dépend de la pression de régulation et de la raideur du ressort 35 taré. Ce ressort 35 peut être de tous types, par exemple un ressort en fil plat enroulé.
Un tel régulateur 31 comprend également une tige 30 rigide solidaire de la membrane 32 et du clapet 27 de la vanne 22 de fuite.
Dès lors, un déplacement de la membrane 32 entraîne un déplacement du clapet 27. Le déplacement du clapet 27 dépend donc de la pression de régulation délivrée à la chambre 33 de régulation.
Pour ce faire, le circuit 40 de commande comprend également une source de pression, dite troisième source 28 de pression, au moins une conduite 15 agencée entre la troisième source 28 de pression et la chambre 33 de régulation, et une vanne 41 de fuite adaptée pour engendrer une fuite dans la conduite 15 du circuit 40 de commande qui permet de faire varier la pression délivrée à la chambre 33 de régulation.
Cette vanne 41 de fuite du circuit 40 de commande est selon un mode avantageux de réalisation, et tel que représenté sur les figures, formée d'un orifice 42 ménagée dans la conduite 15 et d'une palette 43 mobile agencée en regard de cet orifice 42. Un déplacement de la palette 43 assure une variation de la section de la fuite, et donc une variation de la pression de régulation délivrée à la chambre 33 de régulation.
Les déplacements de cette palette 43 sont selon un mode de réalisation avantageux de l'invention assurés par un moteur 7 électrique.
Par exemple, la palette 43 peut être montée sur l'arbre du moteur 7 électrique de telle sorte qu'une mise en route de l'arbre moteur puisse assurer un pivotement de la palette 43 d'au moins quelques degrés de manière à augmenter ou diminuer la section de la fuite du circuit 40 de commande.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la trompe comprend en outre une unité 8 de commande adaptée pour fournir au moteur 7 électrique, une commande adaptée pour entraîner un déplacement de la palette 43. Le déplacement de la palette 43 permet de modifier la pression délivrée à la chambre 33 de régulation du régulateur 31. Cette modification de pression entraîne un déplacement de la membrane 32. Ce déplacement de membrane 32 entraîne un déplacement de la tige 30 rigide. Ce déplacement de la tige 30 entraîne un déplacement du clapet 27. Ce déplacement du clapet 27 permet de modifier la pression délivrée à la chambre 13 de commande. Cette modification de pression entraîne un déplacement de l'obturateur 12 dans la conduite 2. Ce déplacement d'obturateur entraîne une modification des proportions de gaz HP/IP dans l'enceinte 1 de mélange. Cette modification de proportion entraîne une modification de la pression du gaz de sortie présent au niveau de la conduite 4 de sortie.
Le moteur 7 électrique est par exemple un moteur couple adapté pour recevoir une commande en courant continu fournie par l'unité 8 de commande. L'unité de commande est par exemple une unité de commande d'un moteur électrique à courant continu adaptée pour délivrer un courant continu dans une plage de quelques mA à 350 mA.
La commande fournie au moteur 7 électrique par l'unité 8 de commande permet d'effectuer une régulation de pression de la trompe selon ce mode de réalisation de l'invention.
Une trompe selon ce mode de réalisation, et tel que représenté sur les figures, comprend en outre, un capteur 45 de pression agencé en sortie de trompe et adapté pour délivrer à ladite unité 8 de commande un signal, dit signal de mesure de pression, représentatif de la pression du gaz présent en sortie de trompe. Ce capteur 45 peut être de tous types connus.
L'unité 8 de commande est en outre adaptée pour recevoir un signal de consigne véhiculé par une liaison 46. Ce signal de consigne peut être représentatif d'une valeur de pression de consigne que doit fournir la trompe en sortie de trompe. La liaison 46 peut être une liaison filaire, une liaison sans fil et de manière générale tout type de liaison adaptée pour transmettre un signal électrique à une unité de commande.
L'unité 8 de commande peut alors comparer la valeur de la pression fournie par le capteur 45 de pression et la valeur de la pression de consigne et déterminer une commande moteur permettant au moteur 7 électrique d'initier la série d'actions permettant de modifier la pression en sortie de trompe.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'actionneur 10 comprend un corps 16 d'actionneur à l'intérieur duquel est logé le piston 11 solidaire de l'obturateur 12. Le corps 16 d'actionneur comprend en outre des moyens de guidage en translation libre du piston 11 mobile.
L'actionneur comprend en outre la chambre 13 de commande délimitée par le corps 16 d'actionneur et le piston 11 mobile. Cette chambre 13 de commande est équipée d'un ressort 17 adapté pour exercer sur le piston 11 mobile, une force qui coopère avec la pression délivrée à la chambre 13 de commande par la conduite 14 de pressurisation.
L'actionneur comprend également une seconde chambre 18 opposée à la chambre 13 de commande par rapport au piston 11 mobile. Cette seconde chambre 18 est adaptée pour être alimentée en gaz HP.
La position du piston 11 mobile dépend donc de la pression dans la chambre 13 de commande, de la raideur du ressort 17 et de la pression HP de la seconde chambre 18.
Les figures 3 et 4 présentent deux exemples de relations entre la position du clapet 27 de la vanne 22 de fuite et la position du piston 11 mobile de l'actionneur 10.
Sur la figure 3, le clapet 27 est dans une position dans laquelle la conduite 14 de pressurisation est alimentée directement par la haute pression de la source 21 de pression. La chambre 13 de commande est donc alimentée par cette haute pression. Le piston 11 mobile est donc dans une position complètement déployée. L'obturateur 12 réduit donc au maximum la section de passage de gaz HP vers l'enceinte 1 de mélange, ce qui permet de réduire la pression du gaz en sortie de trompe.
Sur la figure 4, le clapet 27 est dans une position dans laquelle la fuite est maximale. La pression délivrée à la chambre 13 de commande est donc minimale. La différence de pression entre la chambre 13 de commande d'une part et la seconde chambre 18 cumulée au champ de pression dynamique s'appliquant sur l'obturateur 12 d'autre part déplace le piston 11 mobile dans une position totalement rétractée. L'obturateur se déplace donc dans une position dans laquelle la section de passage de gaz HP vers l'enceinte 1 de mélange est maximale. La pression du gaz en sortie de gaz est donc diminuée.
La conduite 2 et l'obturateur 12 peuvent présenter diverses formes.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention et tel que représenté sur les figures, la conduite 2 d'alimentation de l'enceinte 1 de mélange est conique et l'obturateur 12 est un pointeau conique qui s'étend dans cette conduite 2, de manière qu'un déplacement de l'obturateur modifie de manière continue la section de passage de gaz HP vers l'enceinte 1 de mélange.
Une trompe selon l'invention permet le mélange de divers gaz de pressions différentes.
Une trompe selon l'invention est particulièrement destinée à équiper un circuit de conditionnement d'air d'un aéronef. Dès lors, le gaz HP est de l'air haute pression prélevé sur les moteurs de l'aéronef et le gaz IP est de l'air prélevé de la cabine de l'aéronef.
Rien n'empêche néanmoins de prévoir d'autres sources d'air pour alimenter une trompe selon l'invention.
De même, les première, deuxième et troisième sources de pression peuvent être de tous types.
Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, la première source de pression est la conduite 2 dans laquelle circule le gaz HP, la deuxième source de pression est l'air ambiant au voisinage de la trompe, et la troisième source de pression est dérivée du gaz mélangé en sortie de trompe.
Cette troisième source de pression est de manière avantageuse, et tel que représenté sur la figure 5, obtenue par l'intermédiaire d'un détendeur 48 adapté pour fournir une pression constante à partir du gaz de sortie de trompe. Ce détendeur 48 peut être réalisé par tous les moyens connus pour fournir une pression détendue à partir d'une source de haute ou moyenne pression.
Une trompe selon l'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes non décrites.
En particulier, une trompe selon l'invention peut comprendre une pluralité de vannes de fuites et une pluralité de moteur de commande de ces vannes de fuite.
Une trompe selon l'invention permet de réguler précisément la pression en sortie de trompe. En particulier, une trompe selon l'invention permet de fournir une pression constante en sortie de trompe à partir de deux sources de pression non constantes.
Une trompe selon l'invention permet donc de limiter le recours aux prélèvements d'air HP sur les moteurs, ce qui permet notamment de limiter les surconsommations de carburant. De plus, une telle trompe étant destinée à équiper un système de conditionnement d'air, il est possible de sous dimensionner le pré-refroidisseur agencé typiquement entre les moteurs de l'aéronef et un échangeur de chaleur primaire.
Une trompe selon l'invention permet également d'augmenter la puissance des moteurs de l'aéronef, les prélèvements d'air sur ces derniers étant limités par une telle trompe.
Une trompe selon l'invention permet également d'augmenter la durée de vie des moteurs de l'aéronef en raison d'une diminution de la température induite par une diminution des prélèvements d'air que permet une telle trompe.
Une trompe selon l'invention permet également une diminution du poids des accessoires pneumatique en raison d'une plus forte pression disponible lors de la marche à vide des moteurs de l'aéronef.

Claims

REVENDICATIONS
1/- Trompe de mélange de gaz —notamment d'air- à section d'injection variable comprenant :
- une enceinte (1) de mélange de gaz,
- débouchant dans l'enceinte (1) de mélange, une première conduite (2) d'alimentation de l'enceinte (1) de mélange, en un gaz, dit gaz HP, porté à une première pression,
- débouchant dans l'enceinte (1) de mélange, une seconde conduite (3) d'alimentation de l'enceinte (1) de mélange en un gaz, dit gaz IP, porté à une seconde pression distincte de ladite première pression,
- reliée à l'enceinte (1) de mélange, une conduite (4) de sortie des gaz mélangés, dit gaz de sortie, par l'enceinte (1) de mélange, ledit gaz de sortie présentant une pression intermédiaire entre ladite première pression et ladite seconde pression qui dépend des proportions de gaz HP et IP délivrés à l'enceinte
(I) de mélange,
- un actionneur (10) pneumatique agencé dans ladite première conduite (2) d'alimentation en gaz HP, l'actionneur (10) pneumatique comprenant :
. un piston (11) mobile solidaire d'un obturateur
(12) dont la position dans ladite première conduite (2) d'alimentation détermine une section de passage de gaz HP vers l'enceinte (1) de mélange, une variation de position dudit piston (11) entraînant une variation de cette section de passage,
. une chambre (13) de commande dudit piston
(I I) mobile alimentée en pression par une conduite (14) de pressurisation, la pression régnant dans la chambre (13) de commande déterminant la position dudit piston (11) mobile,
- un circuit pneumatique, dit circuit (20) de puissance, agencé entre une source de pression, dite première source (21) de pression, et ladite conduite (14) de pressurisation, le circuit (20) de puissance étant adapté pour délivrer une pression, dite pression de commande, à la chambre (13) de commande par ladite conduite (14) de pressurisation, caractérisée en ce que :
- le circuit (20) de puissance comprend au moins une vanne (22) de fuite agencée entre la première source (21) de pression et la conduite (14) de pressurisation, adaptée pour générer une fuite dans le circuit (20) de puissance avec un débit de fuite ajustable dont la valeur détermine la pression délivrée à la chambre (13) de commande de l'actionneur (10) pneumatique, et en ce qu'elle comprend :
- un moteur (7) électrique adapté pour permettre le déplacement de ladite vanne (22) de fuite entre une position, dite position totalement ouverte, correspondant à l'ouverture maximale de la vanne de fuite, et une position, dite position totalement fermée dans laquelle la pression délivrée à la chambre de commande est la pression de ladite première source de pression,
- un capteur (45) de pression agencé en sortie de trompe et adapté pour délivrer un signal, dit signal de mesure de pression, représentatif de la pression dudit gaz de sortie,
- une unité (8) électrique de commande adaptée pour recevoir un signal de consigne représentatif d'une valeur de pression de consigne que doit fournir la trompe en sortie de trompe et le signal de mesure de pression délivré par le capteur (45) de pression, ladite unité (8) électrique de commande étant adaptée pour fournir au moteur (7) électrique, une commande adaptée pour entraîner une ouverture/fermeture de ladite(desdites) vanne(s) (22) de fuite, de manière à modifier la valeur de la pression délivrée à la chambre (13) de commande de sorte que ledit obturateur (12) puisse se déplacer dans ladite première conduite (2), et que la trompe fournisse, en sortie de trompe, un gaz de sortie à ladite pression de consigne.
21- Trompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite vanne (22) de fuite est une vanne proportionnelle adaptée pour pouvoir être déplacée continûment entre ladite position totalement ouverte, correspondant à l'ouverture maximale de la vanne (22) de fuite, et ladite position totalement fermée, correspondant à la fermeture maximale de ladite vanne (22) de fuite, de façon à autoriser des variations continues du débit de fuite.
3/- Trompe selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un capteur de température agencé en sortie de trompe et adapté pour délivrer un signal, dit signal de mesure de température, représentatif de la température dudit gaz de sortie,
- une unité (8) électrique de commande adaptée pour recevoir un signal de consigne représentatif d'une valeur de température de consigne que doit fournir la trompe en sortie de trompe et le signal de mesure de la température délivré par le capteur de température, ladite unité (8) électrique de commande étant adaptée pour fournir au moteur (7) électrique, une commande adaptée pour entraîner une ouverture/fermeture de ladite(desdites) vanne(s) (22) de fuite, de manière à modifier la valeur de la pression délivrée à la chambre (13) de commande de sorte que ledit obturateur (12) puisse se déplacer dans ladite première conduite (2), et que la trompe fournisse, en sortie de trompe, un gaz de sortie à ladite température de consigne.
4/- Trompe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite vanne (22) de fuite est une vanne trois voies : une première voie (23) reliée à ladite conduite (14) de pressurisation ; une deuxième voie (24) reliée à ladite première source (28) de pression ; et une troisième voie (25) reliée à un réservoir (26) de fuite, de pression inférieure à la pression de ladite première source (21) de pression.
5/- Trompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite vanne (22) de fuite trois voies comprend un clapet (27) adapté pour être déplacé continûment entre une position, correspondant à ladite position totalement fermée, dans laquelle ladite première voie (23) est en communication directe avec ladite deuxième voie (24), de manière que la pression délivrée à la chambre (13) de commande soit la pression de ladite première source (21) de pression, et une position, correspondant à ladite position totalement ouverte, dans laquelle ladite première voie (23) est en communication directe avec ladite troisième voie (25) de manière que la pression délivrée à la chambre (13) de commande soit la pression dudit réservoir (26) de fuite.
61- Trompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit moteur (7) électrique est adapté pour permettre le déplacement dudit clapet (7) de manière à assurer une variation de la pression délivrée à la chambre (13) de commande de l'actionneur (10), intermédiaire entre la pression de ladite première source (21) de pression et la pression dudit réservoir (26) de fuite.
Il- Trompe selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit (40) de commande de ladite vanne (22) de fuite, ledit circuit (40) de commande comprenant un régulateur (31) pneumatique comprenant :
- une membrane (32) délimitant deux chambres, une chambre (33) de régulation adaptée pour être alimentée en pression, dite pression de régulation, et une chambre (34) de tarage comprenant un ressort (35) taré relié à ladite membrane (32), la position d'équilibre de ladite membrane (32) dépendant de ladite pression de régulation et de la raideur dudit ressort (35) taré,
- une tige (30) rigide relié à la membrane (32) et au clapet (27) de ladite vanne (22) de fuite, de manière qu'un déplacement de la membrane (32) entraîne un déplacement du clapet (27).
8/- Trompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que le circuit (40) de commande comprend :
- une source de pression, dite troisième source (28) de pression,
- au moins une conduite (15) agencée entre ladite troisième source (28) de pression et ladite chambre (33) de régulation, et adaptée pour délivrer à ladite chambre (33) de régulation, une pression de régulation,
- une vanne (41) de fuite adaptée pour engendrer une fuite dans ladite conduite (15) du circuit (40) de commande qui permet de faire varier la pression de régulation délivrée à ladite chambre (33) de régulation. 91- Trompe selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite vanne (41) de fuite dudit circuit (40) de commande est formée d'un orifice (42) ménagé dans ladite conduite (15) et d'une palette (43) mobile agencée en regard de cet orifice (42).
10/- Trompe selon la revendication 9, caractérisée en ce que le moteur (7) électrique est adapté pour assurer, sur commande de l'unité (8) de commande, un déplacement de ladite palette (43) de manière à faire varier la pression délivrée à ladite chambre (33) de régulation du régulateur (31) de manière à permettre une ouverture/fermeture de ladite vanne (22) de fuite dudit circuit (20) de puissance.
11/- Trompe selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que ladite troisième source (28) de pression dudit circuit (40) de commande est fournie par un détendeur (48) adapté pour fournir une pression prédéterminée, à partir de gaz prélevé en sortie de trompe.
12/- Trompe selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que ladite première (21) source de pression reliée à ladite vanne (22) de fuite trois voie est ledit gaz HP.
13/- Trompe selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que ledit actionneur (10) pneumatique comprend :
- un corps (16) d'actionneur à l'intérieur duquel est agencé ledit piston (11) mobile, ledit corps d'actionneur comprenant des moyens de guidage en translation libre dudit piston (11) mobile,
- délimitée par ledit corps d'actionneur et ledit piston mobile, ladite chambre (13) de commande,
- délimitée par ledit corps (16) d'actionneur et ledit piston (11) mobile, opposée à ladite chambre (13) de commande, une seconde chambre (18) adaptée pour être alimentée par ledit gaz HP,
- un ressort (17) de fermeture agencé dans ladite chambre (13) de commande et adapté pour exercer sur ledit piston (11) mobile, une force qui coopère avec ladite pression délivrée à ladite chambre (13) de commande pour assurer les déplacements dudit piston (11) mobile.
14/- Trompe selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que les conduites (2, 3) d'alimentation en gaz HP et IP débouchent de manière concentriques dans l'enceinte (1) de mélange.
15/- Trompe selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que ledit gaz HP est de l'air haute pression prélevé sur les moteurs d'un aéronef et ledit gaz IP est de l'air à la pression interne prélevé d'une cabine d'aéronef.
16/- Trompe selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que ladite première conduite (2) d'alimentation de l'enceinte (1) de mélange est conique et en ce que ledit obturateur (12) est un pointeau conique qui s'étend dans ladite première conduite (2) d'alimentation.
17/- Trompe selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que ledit moteur (7) électrique est un moteur couple à courant continu.
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